土木工程概论-第4章-岩土、隧道及地下工程2016.ppt

岩土工程的演变 我国桩基础的使用，可以追溯至距今六、七千年的河姆渡文化期，在河姆渡遗址发掘中，到处可见数量众多的木桩及木构件。五代的杭州湾大海塘大规模的采用了木桩加石承台；明清时代的北京御桥、南京石头城都采用了木桩基础。 岩土工程的演变 我国古代虽有“堪舆学”与“择地术”，为房屋建筑选择场地，但只能讨论场地地面，没有可能了解地基的深部。而在国外，由于对地质条件缺乏了解，一些地基基础问题而引发的工程病害或事故并不少见，著名的意大利比萨斜塔，竣工时塔身就倾斜了2.1m，其后倾斜不断加剧以致不得不进行纠斜处理，为岩土工程界留下了许多值得探讨的课题。 岩土工程的演变 2、近代岩土工程 1885年，美国芝加哥建成了世界上第一座具有现代意义的钢结构高层建筑，10层的家庭保险公司大楼，高55m。1902年，美国辛辛那提建成16层的登格尔斯大楼，是世界上第一座钢筋混凝土高层建筑。 随后，在美国纽约等市，乃至世界各地，兴起了建造高层建筑之风。19世纪末，芝加哥在遭受特大火灾后的重建工程中成功采用了“人工挖孔桩”。这种桩型对桩基技术乃至岩土工程技术的一大贡献，100余年来一直受到世界各地的青睐。 岩土工程的演变 1899年，俄国工程师斯特拉乌斯（Ctpayc）首先提出混凝土灌注桩的建议。 1901年，美国工程师莱蒙德（raymond）也独立的提出了沉管灌注桩的设计，此概念很快流传至世界各地。 岩土工程的演变 瑞典的打桩技术发展很早，大约早在中世纪，已有手工木槌、石槌渐渐发展到改用绞盘提升锤头，然后让其自由坠落冲击桩顶，这就是今日所称的落槌法施工。 随着打桩数量的增加和深度的加深，落锤式打桩机渐渐显得不相适应。至1782年，蒸汽打桩锤应运而生。至1911年，导杆式柴油打桩锤问世。大约又过20年，高效的筒式柴油打桩锤问世。 岩土工程的演变 自19世纪80年代开始，我国开始了以铁路工程、水利工程建设为代表的岩土工程活动，至清政府被推翻时，总共完成铁路4300多公里，其中京张铁路（1905~1909年）由我国杰出的铁路工程师詹天佑自己设计并主持施工完成。 1923年，我国上海建成了第一座10层现代高层建筑——宇林西报大楼（现改名友邦大厦），标志着我国基础工程进入了一个新的发展阶段。 岩土工程的演变 补偿基础的原理早在19世纪就已为欧美一些国家的学 者在实际中运用。1908年加拿大维多利亚市的皇后旅馆较早的采用了补偿技术，比著名的墨西哥的拉丁美洲大厦（1957年）整整早半个世纪。 （注：补偿基础是用以减少由建筑物荷载引起的地基沉降，而以岩土自重大致相当于建筑荷载的原则而砌筑于地下相应深度处的整体性基础。） 岩土工程的演变 在近代，由于施工机械的产生而使岩土工程的施工技术发生了根本的变化，奠定了近代岩土工程技术的物质基础，大型的、机械化的施工时间为岩土工程理论的产生提供了丰富的工程经验。 为了解决挡土墙、土坡、地基承载力等土体稳定性问题和地下水的渗流问题，库仑、达西、朗肯等科学家相继通过实验、观察和数学力学的分析计算，提出了一系列著名了理论和方法，奠定了近代岩土工程的理论基础。 岩土工程的演变 3、现代岩土工程 （1）岩土工程领域的拓展 岩土工程所涉及的领域有传统的水利工程（堤坝）、建筑工程（基础、基坑）和公路铁路工程（路基、边坡、桥梁基础、隧道）扩大至地震工程、海洋工程、环境保护、地热开发、地下蓄能、地下空间开发利用等领域，许多重特大项目无不包含了大量的岩土工程内容。 岩土工程的演变 上海洋山深水港位于杭州湾口长江口外的崎岖列岛，是具备15m以上水深的天然港址。一期港区工程的1600m水工码头和配套的大小桥梁工程中采用了大量的桩基础，陆域形成工程中采用了强夯、排水固结等多种地基加固方法。 岩土工程的演变 三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，在长达30多年的前期论证与研究工作中，进行了大量的基岩工程性质的现场及室内试验研究及岩体稳定性的分析研究工作，最后确定三斗坪的坝址，是以对基岩的大量钻探、取芯、实验和研究的成果为依据的。 （注：将可能发生的岩石工程问题，进行试验、研究工作：坝区岩体应力场；风化岩体和断裂岩体及其结构面的力学性质；风化和断裂岩体的灌浆材料及灌浆技术;岩体性状监测，岩石(体)的变形、破坏机制等等。） 岩土工程的演变 三峡永久船闸是目前世界上最大的通航建筑物，整个闸室均在花岗岩的山体中深切开挖修建，船闸边坡集长度、高度、陡度和重要性于一体。